Биондикация состояния почвы

Почва - компонент окружающей среды, в которой загрязнение попадает в результате взаимодействия с другими компонентами окружающей среды.

Таким образом, почва может рассматриваться как интегральный индикатор загрязнения экосистемы. При этом загрязненные почвы могут являться источниками вторичного загрязнения воздуха и поверхностных вод. Таким образом, почва определяет миграцию химических загрязнителей в другие среды. Основные характеристики почв, которые используются в биоиндикации это кислотность, механический состав, влажность, содержание питательных веществ. Для проведения биоиндикации часто изучают накопление определённых токсичных веществ в растениях.

Биоиндикации процессов закисления или защелачивания почвы обычно проводится с использованием фитоиндикантов. Процессы изменения кислотности почв можно изучать по изменению видового разнообразия. По отношению к кислотности почвы выделяют ацидофилы (произрастающие на кислых почвах), базифилы (на щелочных почвах), нейтрофилы (нейтральная реакция почвы). В зависимости от отношения к количеству питательных веществ растения подразделяют на олиготрофы (растущие на бедных почвах), мезотрофы (средний уровень питательных веществ в почве), мегатрофы (богатый уровень питательных веществ в почве).

В зависимости от отношения к засоленности почв, выделяют растения галофилы (любят соленую почву) и галофобы (не любят).

Биоиндикация состояния водной среды

Основными проблемами, связанными с загрязнением водной среды, явл. эфтерификацию, закисление, загрязнение токсичными хим. ве-вами и воздействия гидротехнических работ. Показатели эфтерификации: последовательная смена популяции водорослей и преобладание зелёных и сине-зелёных водорослей, значительное снижение видового разнообразия, повышение зараженности паразитами, среди животных начинают преобладать виды, устойчивые к дефициту кислорода.

Для биоиндикации эфтерифицирования водоёмов считают общее число видов и количество видов, устойчивых и неустойчивых к дефициту кислорода. Закисление водоёмов сопровождается изменениями на всех уровнях живых систем. По отношению к pH водные организмы подразделяются на ацидофилы, алкалифилы и индеференты. По мере повышения кислотности уменьшается видовое разнообразие, происходит смена доминирующих видов и снижается интенсивность физиологических процессов. Гидротехнические работы вызывают поступление взвешенных частиц в вводную среду, это сказывается на численности и составе водорослей и ракообразных.

Биологические индексы и коэф., исп. При индикационных исследованиях.

Для практических целей необходимо знать о надёжности и эффективности того или иного индикатора, поэтому биоиндикаторы было предложено характеризовать по показателям достоверности и значимости.

Достоверность-степень сопряженности индикатора с объектом индикации. Абсолютно достоверным считается индикатор, которым объект индикации соответствует в 100% случаев. Для расчёта показателя достоверности берут определённое число эталонных участков, где обязательно имеется индикатор. Среди них есть такие, где индикатор встречается с объектом индикации. Соотношение этих участков и участков с индикатором, но без объекта индикации служат количественным показателем достоверности. Показатель достоверности не даёт полного представления о практической значимости индикатора. За значимость принимают % отношения количества эталонных участков, где объект индикации присутствует с индикатором к общему количеству эталонных участков с объектом индикации. Если значимость превышает 90%, а показатель достоверности больше 9%, то индикатор считается надёжным. Удовлетворительным индикатор будет только в том случае, если значимость находится в пределах 75-90%, а достоверность от 3 до 9%. Сомнительным индикатор считают, когда значимость составляет от 60 до 75%, а достоверность от 1,5 до 3%. Если значимость менее 60%, а достоверность менее 1,5%, данный индикатор использовать нельзя.

При оценке уровня загрязнения экосистем используют различные критерии, самыми распространёнными из которых являются характеристики видового состава, обилие видов и жизненное состояние особей. При биоиндикации загрязнения атмосферного воздуха или почвы исп. коэф. Жаккара: К_j = с/(а+b-c) *100%, где a-число видов на первой площадке; b-на второй площадке; c-число видов общих, для двух площадок.

Обобщение коэффициента Жаккара явл. индекс биотической дисперсии Коха. Он служит для оценки степени сходства видов на разных тестовых площадках.

I_k = , где S - число общих видов на всех площадках; τ – S1+S2….; S1, s2 - число видов на каждой из исследованной площадок.

Ещё один широко исп. коэф. общности видов–коэф. Серенсена: Кs = (2*c)/(a+b)*100%.

Коэф. Серенсена часто применяют для регистрации изменений в биологической системе за определённый промежуток времени. При этом требуется знать число видов в начале наблюдения и в момент, взятый для сравнения.

Изменение степени проектного покрытия определённым видом рассчитывают с помощью %-ного сходства: ПС = , где Х*У - степень покрытия вида, общего для двух площадок.

Индекс палеотолерантности: ИП = , где Сn - общее проективное покрытие;

аi - Класс толерантности определённого вида лишайника; Ci - проективное покрытие определённого вида лишайников.

Индекс чистоты атмосферы: ИЧА = , где Qi – коэф. токсической толерантности вида; F - степень проективного покрытия.

Недостаток индексов по степени проективного покрытия в том, что при их использовании необходимо учитывать площадь исследования.

Для оценки загрязнения отдельных экосистем часто исп. индексы видового разнообразия. Мах такой индекс будет, когда каждая особь принадлежит к отдельному виду. Такие индексы не зависят от размера популяции, явл. безразмерными и удобными для сравнения. Среди таких индексов самый распространённый индекс Шеннона-Винена: H = , где h_i = p_i ln 1/p_i p_i = n_i/N, где n - общее число видов; p_i - относительная частота встречаемости определённого вида; N – число видов. Величина индекса Ш-В обычно находится в интервале 1,5 - 3,5. В редких случаях он может доходить до 4,5 - 5. В случае биоиндикации поверхностных вод показано, что величина индекса Ш-В резко падает в местах сброса сточных вод.

Индекс видового разнообразия Мергалефа:

d̅ = (S-1) ln N, где S – кол-во видов; N – кол-во особей.

Индекс Сапровности:

S = , где S - индекс значимости вида; h - частота встречаемости вида.

Индекс неоднородности Симсона:

D = , где n - число особей опреденного вида; N - общее число особей.